中国环境科学

作者：吴旅州, 杨敏, 陈宏, 张博武, 陈平, 刘春华, 匡尹杰, 王爱杰

单位：1. 长沙理工大学化学与食品工程学院, 湖南 长沙 410114;2. 长沙理工大学水利工程学院, 湖南 长沙 410114;3. 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085;4. 湖南联合餐厨垃圾处理有限公司, 湖南 长沙 410003

关键词：微生物燃料电池,小球藻,沼液,生物阴极,循环伏安

基金：湖南省自然科学-青年基金资助项目（2019JJ50646）；湖南省教育厅基金资助一般项目（18C0206）

采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池（PAMFC）的阴极以提供电子受体，实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响，并通过循环伏安法（CV）研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明：微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组，COD，TN和TP去除率最高可达82.4%，54.5%和82.3%，开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m2.污染物去除主要在阳极发生，但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子，且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体，增大系统电流，提高了阳极处理效率.持续光照下，PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照，但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况，更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示，具有微藻阴极的实验组输出电压更大，还原峰更高，功率密度更强，但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题.

来源：2020年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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